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  4. 純鎳絲

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    高溫合金系列

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    企業名稱:上海宏璽合金材料有限公司

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    • 產品名稱:GH3044
    • 所屬分類:高溫合金系列
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    一、GH3044 概述

     

         GH3044是固溶強化鎳基抗氧化合金,在900℃以下具有高的塑性和中等的熱強性,并具有優良的抗氧化性和良好的沖壓、焊接工藝性能,適宜制造在900℃以下長期工作的航空發動機主燃燒室和加力燃燒室零部件以及隔熱屏、導向葉片,供應的品種有板材、帶材、絲材、棒材和環形件等。

    1.1 GH3044 材料牌號  GH3044(GH44)

    1.2 GH3044 相近牌號  ЗИ686,ХН60ВТ,ВЖ98(俄羅斯)

    1.3 GH3044 材料的技術標準

        GJB 1952-1994  《航空用高溫合金冷軋薄板規范》

        GJB 2612-1996  《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》

        GJB 3020-1997  《航空用高溫合金環坯規范》

        GJB 3165-1998  《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規范》

        GJB 3317-1998  《航空用高溫合金熱軋板材規范》

        GJB 3318-1998  《航空用高溫合金熱軋帶材規范》

    1.4 GH3044 化學成分  見表1-1。

    表1-1 %

    C

    Cr

    Ni

    W

    Mo

    Al

    Ti

    Fe

    Mn

    Si

    P

    S

    不大于

    ≤0.10

    23.5~26.5

    13.0~16.0

    ≤1.50

    ≤0.50

    0.30~0.70

    4.0

    0.50

    0.80

    0.013

    0.013

    注:GJB2612-1996還規定ω(Cu)≤0.20%;GJB3317-1998和GJB3318-1998規定ω(Cu)≤0.07%。

    1.5 GH3044 熱處理制度 熱軋和冷軋板及帶材供應狀態的固溶處理溫度為1120~1160℃,空冷,供應狀態進行材料性能檢驗。

    1.6 GH3044 品種規格和供應狀態 可供應δ4~14mm熱軋板,δ0.5~4mm冷軋板、δ0.1~0.8mm帶材、直徑d0.3~10mm、d20~300mm棒材和各種直徑的環形件。板材和帶材于固溶、酸洗、切邊后供應;絲材于冷拉、固溶酸洗或半硬態供應,棒材和鍛件不經熱處理供應。

    1.7 GH3044 熔煉和鑄造工藝 合金采用電弧爐、非真空感應爐或真空感應爐+電渣重熔或真空電弧重熔工藝熔煉。

    1.8 GH3044 應用概況與特殊要求 合金用于制作航空發動機住燃燒室和加力燃燒室的板材沖壓和焊接結構件以及安裝邊、導管和導向葉片等零部件。

     

     

    二、GH3044 物理及化學性能

     

    2.1 GH3044 熱性能

    2.1.1 GH3044(GH44)  熔化溫度范圍  1352~1375℃[1]。

    2.1.2 GH3044(GH44)  熱導率  見表2-1。

    表2-1[2]

    θ/℃

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    950

    λ/(W/(m·℃))

    11.7

    13.0

    14.2

    15.9

    17.2

    18.4

    19.7

    21.8

    24.7

    25.1

    2.1.3 GH3044 比熱容 見表2-2。  

    表2-2[3]

    θ/℃

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    1000

    c/(J/(kg·℃))

    440

    461

    482

    503

    524

    545

    545

    566

    587

    629

    2.1.4 GH3044 線膨脹系數 見表2-3。

    2.2 GH3044密度  ρ=8.89g/cm3。 

    2.3 GH3044電性能 

    2.4 GH3044磁性能  合金無磁性。 

    2.5 GH3044化學性能

    2.5.1 GH3044抗氧化性能 

    表2-3[2]

    θ/℃

     20~100

     20~200

     20~300

     20~400

     20~500

     20~600

     20~700

     20~800

     20~900

    20~1000

    α/10-6℃-1

    12.5

    12.35

    12.85

    13.10

    13.31

    13.50

    14.30

    14.90

    15.60

    16.28

    1

    2.5.1.1 在空氣介質中試驗100h后的

    氧化速率和沿晶氧化深度見表2-4。

    2.5.1.2 高溫氧化動力學曲線件圖2-1。

    表2-4[2,4]

    θ/℃

    900

    1000

    1100

    1200

    氧化速率/(g/(m2· h))

    0.0971

    0.2050

    0.4320

    0.7880

    沿晶氧化深度/mm

    0.016

    0.080

    0.110

    -

                 

    三、GH3044力學性能

     

    技術標準規定的性能見表3-1。

    表3-1

    標準號

    品種

    狀態

    σb/MPa

    δ5/%

    ψ/%

    σb/MPa

    δ5/%

    ψ/%


    20℃

    900℃

    GJB 1952

    冷軋板

    固溶1120~1160℃

    735

    40

    ---

    195①

    30

    ---


    GJB 3020

    環 坯

    固溶1120~1160℃

    705

    40

    ---

    195②

    30②

    ---


    GJB 3317

    熱軋板

    固溶1120~1160℃

    735

    40

    ---

    185

    30

    ---


    GJB 3318

    帶 材

    固溶1120~1160℃

    735③

    40

    ---

    --- 

    ---

    ---


    GJB 3165

    棒 材

    固溶1120~1160℃

    685

    40

    45

    195④

    30

    40


    注:①900℃σb≥185MPa的板材允許交貨。

        ②允許在850℃進行拉伸試驗,σb≥265MPa,δ≥30%,不合格時按900℃進行拉伸仲裁試驗。另外還應在850℃,σb=80MPa下進行持久試驗, 報實測數據。

        ③厚度≤0.25帶材的室溫σb≥660MPa,δ5實測。

        ④棒材應在900℃ σb=70MPa下進行持久試驗,t≥23h。

     

     

    四、GH3044(GH44) 組織結構

     

    4.1 相變溫度

    4.2 時間-溫度-組織轉變曲線

    4.3 合金組織結構 經1200℃固溶后,基本上是單相奧氏體和少量的MC和M23C6型碳化物。經700~900℃長期時效后。MC變化不大,M23C6呈鏈狀分布在晶界,隨時效時間的增長,析出

    量增多,顆粒長大;同時在晶內和晶界又有WCr固溶體補充析出,呈顆粒狀,隨時效時間的延長,數量逐漸增加,尺寸不斷長大[2,7,11]。

    有關技術標準規定,冷軋薄板供應狀態的晶粒度應在4~8級范圍內。

     

     

    五、 GH3044(GH44) 工藝性能與要求

     

    5.1 成形性能

    5.1.1 鋼錠鍛造加熱溫度為1170℃±10℃,終端溫度不低于900℃。板坯軋制加熱溫度1190℃±10℃,薄板熱軋加熱溫度1130℃±10℃,終軋溫度不低于800℃;薄板冷軋總壓下率30%左右。

    5.1.2 板材具有良好的沖壓件工藝性能。冷軋薄板供應狀態的極限深沖系數為K極限=2.06。

    5.2 焊接性能 合金具有良好的焊接性能,可以用氬弧焊、點焊、縫焊及釬焊等方法焊接。氬弧焊時熔池流動性較差,但裂紋傾向性較小。接觸焊時核心內較易形成結合線伸入及縮孔,一般宜采用較大的電極和較低的焊接速度。合金可與1Cr18Ni9Ti,GH3030,GH3039和GH1140等合金組合進行焊接。    

    5.2.1 手工氬弧焊規范見表5-1。

    表5-1[12]

    厚度/mm

    焊前狀態

    焊絲

    接頭形式

    電流/A

    電壓/V

    氬氣流量/(L/min)

    鎢極直徑/mm

    極性

    牌號

    直徑/mm

    1.2

    固溶1200℃空冷,拋光

    HGH3044

    1.2~2.0

    對接

    65~75

    11~15

    5~8

    1.6~2.0

    正極

    1.5

    1.5~2.0

    75~85

    5~8

    2.0

    1.5~2.0

    80~100

    6~10

    5.2.2 縫焊規范見表5-2。

    表5-2[12]

    厚度/mm

    滾盤寬/mm

    電流/A

    焊接時間/s

    休止時間/s

    電極壓力/N

    焊接速度/(m/min)

    1.2+1.5

    6.0

    5600~6000

    0.18~0.24

    0.16~0.22

    6865~7355

    0.35~0.45

    1.5+1.5

    5.0+1

    5800~7200

    0.22~0.26

    0.18~0.24

    7060~7845

    0.30~0.40

    注:焊前狀態為固溶、機械拋光。

    5.2.3 焊接接頭的力學性能見表5-3。

    表5-3[12]

    焊接方法

    厚度/mm

    焊前狀態

    焊后狀態

    焊絲牌號

    θ/℃

    接頭σb/MPa

    強度系數/%

    接頭持久性能

    σ/MPa

    t/h

    手工氬弧焊

    1.5

    1200℃空冷

    未處理

    HGH3044

    20

    763

    98

    -

    -

    900

    209

    97

    51

    72~86

    1140℃,空冷

    1200℃,空冷

    900

    230

    99

    51

    72~94

    自動氬弧焊

    1.5

    固溶

    未處理

    不加焊絲

    20

    765

    85

    -

    -

    600

    602

    85

    -

    -

    700

    543

    84

    -

    -

    800

    468

    89

    -

    -

    900

    263

    95

    51

    28~58

    縫焊

    1.2+1.5

    固溶

    未處理

    -

    20

    878

    100

    -

    -

    1.5+1.5

    20

    820

    100

    -

    -

    1.5+1.5

    900

    225

    98

    51

    115

    5.3 零件熱處理工藝 中間熱處理溫度為1140℃±10℃,保溫3~5min,空冷。最終熱處理溫度根據零件工作條件決定,對要求良好的熱疲勞性能的零件與1150℃固溶,保溫3~5min,空冷;對要求有較高熱強行的零件于1200℃固溶,保溫3~5min,空冷。

    5.4 表面處理工藝 在高溫下工作的零件可采用W-2琺瑯涂層進行有效的保護。


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